地层破裂压力测井预测的统计模式研究

目前计算地层破裂压力的理论模型或公式较多，但缺乏能直观反映地层破裂压力随测井计算的岩石力学参数变化的统计模型。该文基于地层破裂压力与岩石力学参数的关系，优选出对地层破裂压力影响较大的杨氏模量、体积弹性模量、泊松比及深度等四个参数作为建立统计模型的输入变量。同时利用BP神经网络和多元回归分析法对碳酸盐岩地层实测破裂压力数据进行统计建模和预测研究。结果表明，多元回归模型形式简单直观，易于使用，但精度不高；而BP神经网络模型复杂，建模较难，但预测的地层破裂压力误差小，精度高。两种统计模型都不失为预测地层破裂压力的可行方法。     

基于流体声速的碳酸盐岩地层孔隙压力求取方法

碳酸盐岩地层具有非均质性强、孔洞与裂缝发育和岩石骨架刚度较强的特点,以正常压实理论为基础建立的地层孔隙压力求取方法不适用于碳酸盐岩地层,为此,进行了碳酸盐岩地层孔隙压力求取方法的研究。碳酸盐岩岩样声速试验和理论分析发现,不同孔隙压力下的碳酸盐岩纵波速度变化主要是由孔隙流体纵波速度变化引起的。利用小波变换法提取和放大孔隙流体纵波速度小幅波动对岩石纵波速度的影响关系,确定碳酸盐岩地层的异常压力层,并与实测地层孔隙压力数据相结合,建立了碳酸盐岩地层孔隙压力预测模型,形成了基于流体声速的碳酸盐岩地层孔隙压力预测方法。应用实例表明,基于流体声速的碳酸盐岩地层孔隙压力预测方法可以预测碳酸盐岩地层的孔隙压力,误差小于15%,满足工程要求,为碳酸盐岩地层孔隙压力预测提供了一种新方法。      

孤南地区浅层稠油弹性参数敏感性分析及应用

针对孤南地区浅层稠油藏地震流体预测问题,考虑油藏温度、压力以及地层水矿化度影响,利用经验公式估算了地层条件下稠油和地层水的纵波速度和密度,认为地层条件下稠油和矿化水弹性参数的差异要比地面条件下明显;在测井岩石物理横波估算和流体替换技术应用的基础上,对储层岩性和流体敏感弹性参数分析认为,砂岩储层相比围岩低泊松比特征明显,由于储层孔隙大,流体对饱和岩石弹性参数影响大,含油砂岩相比含水砂岩低拉梅系数参数特征明显,利用泊松比和拉梅系数可以较好地识别油层;通过叠前反演得到的泊松比和拉梅系数体开展双参数油层识别技术应用,提高了浅层稠油藏的油层预测能力。     

基于KT模型流体替换的岩石物理参数反演方法

岩石物理模型中包含了很多不同的岩石物理参数,一般可以通过测井资料或者实验室资料获得,但是诸如矿物基质弹性模量以及孔隙几何形状这些参数,不能从实测数据中直接获取,必须通过反演得到,因此,研究获取这些岩石物理参数的反演方法十分必要。对于砂岩油气储层,利用3种孔隙纵横比模拟岩石的孔隙结构,引用Biot系数公式确定矿物基质弹性模量的变化范围,并结合模拟退火优化算法提出了一种基于KT模型流体替换的岩石物理参数反演方法。该方法的最大优势是能够在只知道常规测井数据的情况下,直接反演出岩石的矿物基质弹性模量和孔隙纵横比谱。针对实验室测试的42块细砂岩样品,利用该方法精确地获取了所有样品的矿物基质体积模量、剪切模量以及孔隙纵横比谱。分析反演获取的多种岩石物理参数表明：孔隙纵横比谱对岩石的弹性性质影响最大;孔隙纵横比谱可用来描述储层岩石的孔隙结构;利用3种孔隙纵横比的KT模型进行流体替换模拟的适用性很好;裂缝孔隙的体积分数对岩石弹性模量的敏感性最高。研究结果可为叠前地震属性反演和叠后储层定量预测提供参考。     

流体性质对岩石地震波速度的影响

地震响应的变化源于地下地层结构和岩石弹性性质的变化。对岩石弹性性质的影响因素很多,也很复杂,主要有压力、温度、孔隙度及孔隙形态、流体类型及其饱和度等。根据Biot-Gassmann和Kuster-Toksz理论模型,分析了不同孔隙度下流体性质及其饱和度对岩石弹性性质的影响,讨论了两种理论模型计算结果的差异。认为流体对岩石地震波速度的影响主要与孔隙度大小和孔隙形状有关,纵波阻抗对储层中流体变化最敏感,横波阻抗对流体变化不敏感,通过纵横波阻抗联合应用可以提高对储层流体变化的识别精度。     

地层破裂压力测井预测的统计模式研究

目前计算地层破裂压力的理论模型或公式虽较多,但缺乏能直观反映地层破裂压力随测井岩石力学参数变化的统计模型。基于地层破裂压力与岩石力学参数的关系,优选出了对地层破裂压力影响较大的杨氏模量、体积弹性模量、泊松比和深度等4个参数作为建立统计模型的输入变量。同时利用BP神经网络和多元回归分析法对碳酸盐岩地层实测破裂压力数据进行统计建模和预测研究。多元回归模型形式简单直观,易于使用,但精度不高;而BP神经网络模型复杂,建模较难,但预测的地层破裂压力误差小,精度高。两种统计模型都不失为预测地层破裂压力的可行方法。     

利用经典理论模型研究流体性质对岩石地震波速度及阻抗的影响

地震响应的变化源于地层结构和岩石弹性性质的变化,影响岩石弹性性质的因素主要有压力、温度、孔隙度及孔隙形态、流体类型及其饱和度等.根据Biot-Gassmann和Kuster-Toks(o)z理论模型,分析了不同孔隙度条件下流体性质及其饱和度对岩石弹性性质的影响,讨论了2种理论模型预测结果的差异.流体对岩石地震波速度的影响主要与孔隙度大小和孔隙形状有关,纵波阻抗对储层中流体变化最敏感,横波阻抗对流体变化不敏感,通过纵横波阻抗联合应用可以提高对储层流体变化的识别精度.     

地层孔隙压力的地球物理响应特征分析——以澳大利亚西北大陆架卡拉汶盆地超压地层为例

以澳大利亚西北大陆架卡拉汶盆地超压地层为例,讨论了地层孔隙压力与地球物理响应之间的关系。声波弹性理论超压地层地震模拟和超压地层测井资料分析表明,超压地层的声波响应在不同类型资料上的表现特征不一致,基于声波弹性理论的地震波模拟往往会低估地层超压对地震波传播的影响;在极低过压和极高过压情况下,地震波衰减与孔隙压力之间存在较为明显的反比关系,但是在中等程度过压情况下,这种变化规律并不明显;在同一套地层序列内声波速度的横向变化与地层孔隙压力分布有明显的相关性。     

膨胀性流体超压预测方法及其应用

在分析不同成因增压机理对岩石物理特征影响的基础上,探讨了膨胀性流体超压的预测方法。研究结果指出,Eaton法适用于流体膨胀成因超压的预测,并以济阳坳陷沾化凹陷渤南洼陷为例,采用Eaton法对其多成因超压的地层压力进行了预测。初步确定伊顿指数为1~4,然后引入预测压力相对误差平方和参数,利用迭代法,通过对比不同伊顿指数所对应的相对误差平方和来拟合伊顿指数。当伊顿指数取2.6时,渤南洼陷预测压力的相对误差平方和最小,预测效果最好。     

基于地震属性分析的地层孔隙压力钻前预测模型

钻前准确预测地层孔隙压力是进行井壁稳定状态分析的基础。基于地震和测井信息间的密切联系，提出了利用地震属性预测孔隙压力的新方法。通过神经网络建立已钻井段的井旁地震属性和声波时差测井数据之间的非线性关系模型，以此模型为基础预测未钻地层的声波速度。利用预测结果结合岩石力学模型得到垂直有效应力，最后根据有效应力原理计算地层孔隙压力。该方法有效克服了传统的地震层速度预测模型的不足之处，在油田的实际应用中取得了良好的效果，尤其适用于在勘探新区进行孔隙压力预测。     

库车坳陷克拉苏-依奇克里克构造带构造挤压型超压识别与计算

强烈的构造挤压对地层超压的形成和演化具有重要影响,对构造挤压型超压的判识与估算有待进一步深入研究。综合岩石力学特征与储集物性参数的相关性,系统分析了相同应力条件下,构造挤压型超压地层和静水压力地层在垂向有效应力、声波速度、密度测井响应等方面的差异,建立了构造挤压型超压的识别模版。依据孔隙弹性理论,改进了传统的等效深度法并提出了构造挤压型超压的计算方法——平均应力法。综合实钻压力、区域地质资料和泥岩综合压实特征,在库车坳陷克拉苏-依奇克里克构造带识别出不同强度的构造挤压型超压。基于三维主应力计算,定量评估了构造挤压引起的增压量。构造挤压是克拉苏-依奇克里克构造带地层超压的重要成因机制,其对地层超压的贡献率与构造强度具明显正相关性,在克拉苏构造带KS6井区,构造挤压对超压的贡献率为43.2%~44.4%,在DB6井区的贡献率为34.1%~39.3%;在依奇克里克构造带YS4井区,构造挤压贡献率为32.8%~34.7%,在TX1井区的贡献率为21.1%~22.0%。研究方法与认识可以为预测构造挤压型盆地的地层压力提供研究思路、为有利储层的寻找提供理论指导。     

基于岩石物理的致密砂岩油藏叠前优势储层预测——以渤海湾盆地南堡凹陷4号构造东营组二段为例

针对致密砂岩油层与围岩波阻抗叠置严重、油层与围岩区分难度大等问题,应用岩石物理建模与分析、地震正演模拟、叠前弹性参数反演、贝叶斯岩相判别等技术对渤海湾盆地南堡凹陷4号构造东营组二段致密砂岩油藏优势储层进行预测。在测井资料预处理基础上,依据Biot-Gassmann理论,对Xu-White模型所需岩石物理参数进行计算,并正演估算弹性参数。采用Biot-Gassmann方程与Brie经验公式进行流体替换,建立岩石物理解释量版,进而优选出致密砂岩储层敏感弹性参数;同时根据不同地质模型与AVO正演模拟,确定储层预测极限厚度、有效目标和反演方法。最后利用贝叶斯判别方法计算叠前弹性参数反演成果的岩相类型概率分布,对有利孔隙砂岩分布进行预测。结果表明:油藏状态下纵横波速度比和纵波阻抗为最敏感的岩石弹性参数,对砂岩、泥岩具有区分能力;储层预测的有效目标是地震可识别层段内具有厚度比例优势的有利孔隙砂岩,叠前弹性参数反演和岩性与流体概率分析是解决研究区优势储层预测的有效方法;应用该方法预测的有利孔隙砂岩分布与实钻井吻合度高,储层分布规律与研究区地质规律一致,提高了油层识别能力及预测精度。     

裂缝对致密碎屑岩储层弹性影响的数值分析

有效预测裂缝发育区是寻找致密气甜点区的关键,但目前海陆过渡相致密碎屑岩储层裂缝预测的效果较差。利用DEM理论模型获得岩石孔隙纵横比α及干岩石体积模量,探讨裂缝对致密碎屑岩地层岩石弹性的影响及不同尺度裂缝间的关联性。利用模型确定的α可以较好地识别出裂纹发育段,随着孔隙纵横比由1.0转变为0.01,地层岩石体积模量和剪切模量也逐渐降低,表明裂纹相比孔隙而言更容易引起岩石弹性发生改变。地层岩石由干岩石到饱和地层流体过程中,裂缝不发育地层的体积模量增加幅度为3.1%;对于裂缝发育地层段,孔隙度小于4.7%时其体积模量的增加幅度平均为7.0%,孔隙度大于4.7%时其体积模量增加幅度平均为23.0%,拐点处所对应岩石孔隙度可作为岩石内部裂纹发育程度的评价指标。对于裂缝不发育段地层,干岩石体积模量与剪切模量的比值和孔隙度具有较好的正相关性;对于裂缝发育段地层,干岩石体积模量与剪切模量的比值和孔隙度具有较好的负相关性。研究结果表明,利用岩石弹性性质可以定量表征碎屑岩地层裂缝的发育特征。      

一个精度较高的超压史数值模型

超压史是盆地模拟的重要计算结果之一，其精度主要取决于有效骨架应力的计算。但有效骨架应力的模拟计算尚存在精度较低的问题（尤其在中、深部地层），从而影响着随后的生烃史、排烃史及运移聚集史的计算精度。在前人和作者以往的工作基础上，使用达西定律和质量守恒法则，对有效骨架应力数学模型做了改进，使之适用于盆地模拟；研制了相应软件模块。通过几个盆地的实际模拟，尤其是克拉2井和依南2井超压的现今值模拟结果接近于压力实测数据，证明该模型具有较高的精度，既可避免通过岩石力学实验来测试有效骨架应力，又能使超压史的模拟达到实用水平。图6表1参9     

松辽盆地长垣地区白垩系青山口组一段有机质含量对超压分析的影响及校正方法

应用测井参数对烃源岩超压进行实证性分析时，往往会受到有机质的影响。文中将富有机质泥页岩划分为非有机质泥岩骨架、固体有机质及孔隙流体3部分，以有机质含量为基础推导出了一套针对烃源岩超压成因判别的测井参数校正方法。在以松辽盆地长垣地区葡532井青山口组一段泥页岩为例进行研究时发现，经有机质含量校正后无论是孔隙度对比法还是速度-密度交会图法皆否定了过去超压是不均衡压实所致的认识。此外，文中强调在预测埋藏深度非历史最大埋深的地质体压力时，应根据古最大埋深与现今埋深差值对正常压实趋势做相应校正。根据校正后的测井参数，对典型井进行压力预测，其精度可达95%以上。     

基于双重孔隙理论的各向异性致密油砂岩地震岩石物理模型

致密油砂岩储层低孔低渗、矿物组分多样以及孔隙结构复杂,为岩石物理建模带来了较大挑战。基于致密油砂岩的特殊性,从岩石固体组分和孔隙结构2个方面对致密油砂岩地震岩石物理模型做了改进,实现了基于双重孔隙理论的各向异性致密砂岩油储层的岩石物理建模方法,并系统研究了新理论模型下泥质含量和泥质类型、孔隙连通性以及孔隙类型4种因素对岩石物理建模的影响。研究结果表明,泥质、孔隙连通性和孔隙类型对致密油砂岩均会产生较大的影响,证实了所提出的岩石物理建模方法的合理性。     

基于叠前地震反演参数的流体饱和度定量预测方法

提出了一种基于测井数据和叠前地震反演参数的流体饱和度定量预测方法——孔隙体积模量法。该方法基于Gassmann方程,在假设已经对岩性进行了可靠的定性预测,并较准确地计算了砂岩的泥质含量和孔隙度的前提下,利用测井资料计算干燥岩石体积模量和孔隙体积模量,利用各种叠前反演得到的弹性参数拟合干燥岩石体积模量,建立含水饱和度与孔隙体积模量的关系式,对流体饱和度进行定量估算。利用长庆油田苏里格地区的实际地震资料对孔隙体积模量法进行了验证,结果表明,该方法能定量预测含气饱和度,且能半定量预测气层的产能。根据预测结果部署的井位经钻探获得了高产气流。     

含油气地层地震响应特征分析

应用地震资料进行油气检测的基础是储层孔隙中流体性质的变化足以影响地震反射特征。定量分析含不同流体地层的地震响应特征，可以有效地提高地震储层预测的可靠性。依据应力与体积模量之间的关系，简述了不同流体性质下地层弹性参数的定量计算方法，并对实验室和实际计算结果进行了分析。探讨了不同性质的流体对反射系数和波阻抗的影响。采用正演模拟方法获得了含不同流体地层的地震合成记录，并在此基础上进行了地震属性分析。     

横向预测技术在储层研究中的应用

横向预测是一项新的储层地震技术。利用地震资料进行储层横向预测,是先将地震资料变成可与钻井、测井资料直接对比的形式,然后以岩层为单元进行综合解释。合成声波测井是一种有效的横向预测方法,它把界面型地震反射剖面转换成岩层型测井剖面,用于研究储层的空间展布。应用这套技术在砂岩储层和碳酸盐岩孔隙发育带的研究中已取得明显的效果,为进一步部署钻井提供了依据。